2021 Fiscal Year Annual Research Report
Studying the mechanism and function of cellular diversity in vivo using Drosophila melanogaster
| Project Area | Integrated analysis and regulation of cellular diversity |
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| Project/Area Number |
17H06332
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中嶋 悠一朗 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (90782152)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 細胞多様性 / 細胞分化 / 幹細胞 / 組織恒常性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体中の臓器や組織という細胞社会において、様々な細胞タイプが適切な細胞数で存在する「細胞ダイバーシティー」の形成が、恒常性の維持や摂動への対応に重要である。本研究計画は、幹細胞を起点とした細胞社会を形成するショウジョウバエ中腸をモデルとして用いて、細胞ダイバーシティー維持の制御機構および生理的意義の解明を目指すものである。また実験と理論の複合的なアプローチによって細胞ダイバーシティー維持の普遍原理を明らかにすることで、細胞ダイバーシティーの破綻や異常に起因する病態の理解につなげることを最終目標としている。
本年度は、ショウジョウバエ中腸の腸管上皮における栄養環境を変えた状態、腫瘍移植、そして老化において、細胞種に特異的な応答を遺伝学的に解析した。特に、栄養環境の変動に伴う分泌性細胞の挙動、老化個体における腸上皮に特異的なカスパーゼ 活性を明らかにすることができた。
また、シングルセル解析(scRNA-seq)を行い、栄養環境を変えた場合の細胞分化軌道を解析した。分化軌道解析から、遺伝学的な解析結果をサポートする軌道を見いだすことができた。さらに、栄養環境を変えた場合の細胞集団の変化や腸管サイズを推定する数理モデルを確立した。数理モデルからは、分泌性細胞の応答をパラメーターとして入れることで、細胞ダイバーシティーを維持した状態で迅速に腸管サイズを変化させる仕組みの存在が示唆された。この結果は、遺伝学的な操作によっても検証することができ、融合的アプローチによって細胞ダイバーシティー制御の一端を明らかにすることができたといえる。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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